施工临时用电的电源设置及导线选择

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2009·57677★★施工技术★★CitiesandTownsConstructioninGuangxi随着建设工程项目的科技含量和智能化的加强,施工机械化和自动化程度的不断提高,用电场所更加广泛。施工现场具有用电设备种类多、电容量大、工作环境不固定、露天作业、临时使用等特点,根据JGJ46—2005《施工现场临时用电安全技术规范》中规定:临时用电设备在5台以上或设备总容量在50kW及其以上者,应编制临时用电施工组织设计。其目的有二:一是使施工现场临时用电工程有一个可遵循的科学依据;二是临时用电组织设计作为临时用电工程的主要技术资料,有助于施工企业加强对临时用电工程的技术管理,从而保障其使用的安全性和可靠性,提高施工企业的竞争能力。工程施工临时用电中常见的问题有两点:一是思想认识不够,在施工组织设计中不切实际地进行临时用电设计,随意布置,浪费较大,隐患较多;二是施工现场临时用电的安全管理不到位,安全事故较多。对于规模较小的工程,如多层住宅楼或小型办公楼等,未进行临时用电设计的弊端不易显现;对于规模较大的工程,如高层商住楼或大型综合楼等,临时用电设计的重要性就显得尤为突出。施工临时用电设计的关键在于电源的设置及导线的选择,笔者将就这两个方面进行分析。1施工临时电源的设置原则及要求施工电源设施随着工程进展常常需要局部拆迁、移位,当工程竣工后又要全部拆除,因此称之为“临时电源”。施工用电虽然是临时的,但却关系到建筑施工能否顺利进行。施工电源的设置原施工临时用电的电源设置及导线选择PowerPlanningandPowerConductorofTemporaryPowerSupplyinsite◆李时明/LiShiming[摘要]本文分析了施工临时用电设计中的电源设置原则、容量计算、变压器的选用及导线的选择,并提出了施工临时用电设计中较为实用可行的计算方法。[关键词]施工临时用电设计;设备容量;用电量;电源[文章编号]1672-7045(2009)05-0076-03[中图分类号]TU733[文献标识码]AAbstract:Temporaryelectricitysupplyinconstructionsiteisanalyzeddependonpowersettingprinciple,capacitycalculation,transformerselectionandconductorchoice.Moreoverafeasiblecomputationwayisputforwardinconstructionsitefortemporarysupply.Keywords:temporaryelectricitydesigninconstruction;equipmentcapacity;electricityconsumption;power2009·57677★★施工技术★★CitiesandTownsConstructioninGuangxi则可概括为简单、灵活、安全和多用8个字。其设置原则及要求主要包括以下内容:(1)根据工程规模的大小、工期的长短以及施工用电设备的多少,计算施工各主要阶段的用电量、负荷分配;(2)根据附近可以利用的电能实际状况,确定电源变压器容量、电压等级、供电线路走向、电源引接方式与选择配电变压器;(3)根据各建筑物的坐标位置、分布情况布置供电线路,计算导线的截面及确定敷设方式;(4)根据施工总平面图布置并绘制临时电源供电平面图;(5)编写设计说明,提供所用设备材料清单及工程造价单。2施工临时总用电量计算2.1施工临时总用电量计算时应注意的几个问题对在同一施工现场的几个施工单位应统一安排,通盘考虑,以方便选择变压器容量。(1)对在施工过程中交错使用的用电设备,只计算其中容量最大的一项,不要叠加,避免变压器容量选得过大。(2)同类型用电设备在计算负荷量时,应乘以需要系数。(3)反复短时断续工作的用电设备在计算负荷量时,应乘以暂载率。(4)电动机消耗的功率并未完全输出对外做功,有一定的损耗,计算负荷量时,应除以电动机效率。(5)其他非拖动负荷,应按实际计算。2.2施工现场电力设备的类型及设备容量换算施工现场用到的电力设备主要有电动机、电焊机、电热设备及照明设备等,其中以电动机应用最广。不同机械设备的工作连续性是不一样的。有些是连续工作,如水泵,这类设备被称为连续工作制负荷;有些是工作时间短、停歇时间长的用电设备,如闸门升降电动机,这类设备被称为短时工作制负荷;有些是时而工作、时而停歇、反复运行的设备,如起重机、电焊机等,这类设备被称为反复短时工作制负荷。不同工作制负荷的用电设备对电能的消耗是不同的,因而在进行用电量计算时不能直接将它们的额定功率进行相加,而必须换算成同一工作制下的额定功率再进行相加。换算成统一规定工作制下的额定功率即称为“设备容量”,用Pc表示。各用电设备并不是同时工作的,即使同时工作也不可能同时达到额定功率,这一特征可用需要系数K表示;有功功率与视在功率之比叫功率因数,用cosφ表示。2.3施工临时总用电量的计算目前,大部分教材或资料中都采用下式来计算施工临时总用电量:P=1.1(K1∑Pc+K2∑Pa+K3∑Pb)(1)式中,P——总用电量(kVA);∑Pc——全部施工动力用电设备容量之和(kW);∑Pa——室内照明用电设备容量之和(kW);∑Pb——室外照明用电设备容量之和(kW);K1——全部施工动力用电设备需要系数;K2——室内照明需要系数;K3——室外照明需要系数;1.1——用电不均匀系数。施工临时用电量主要是电动机和电焊设备,室内外照明用电量可按总用电量的10%进行估算,将(1)式简化为:P=1.1(K1∑Pc+0.1P)=1.24K1∑Pc(2)视在功率P是矢量,如果直接用代数和作为用电总量,显然数值偏大,为使计算结果更趋准确,对各用电设备组进行有功功率∑Pe=∑(KxPc)和无功功率∑Qe=∑(KxPctgφ)计算后,引入下面的公式:P=1.24(∑Pe)2+(∑Qe)2(3)式中,∑Pe——所有动力用电设备计算有功功率之和(kW);∑Qe——所有动力用电设备计算无功功率之和(kvar);Kx——各用电设备组的需要系数(见表1)。对于式(1),需要系数只能取所有设备的平均值,一般根据电动机和电焊机的数量来确定,而对于式(3),则采用了各用电设备自身的需要系数,取值更具体,也更接近实际情况。当用电设备数量较少且种类较为单一时,两种计算方法所得结果相差不大;但如果设备种类较多时,需要系数就会产生较大差异。3电源的确定及变压器的选用施工工地临时用电的电源有两种,一是网电,一是交流发电机发电。在此仅讨论网电供电。网√2009·57879★★施工技术★★CitiesandTownsConstructioninGuangxi电供电是通过变压器将6kV~10kV的电压降为200V/380V电压供配电使用,因而网电供电的关键就是确定变压器的容量。电力变压器在供电设备中效率最高,功率损耗较小,但由于是长期连续运行,因此其能耗也十分可观。变压器的经济负荷与额定容量之比称为经济负荷系数或经济负荷率,一般变压器的经济负荷率为50%左右。假若直接按此原则选择变压器,则将使初次投资加大,基本电费增多。因此,在具体选择时应综合考虑多方面的因素,如工期长短、临时性用电设备的容量等,建议选用75%作为变压器的经济负荷率比较适合。变压器的容量(S)可按下式计算:S=1.35P(4)4导线的选择导线是分配电能的主要器件,对其选择的合理与否,直接影响到有色金属的消耗量与线路投资,以及电力网的安全经济运行。选择导线、电缆应该贯彻以铝代铜的技术政策,尽量采用铝芯导线,目前提倡采用铜线,以减少损耗,节约电能。对于导线截面的选择必须满足安全、可靠的要求,其一般原则为:对l0kV及其以下高压线路和低压动力线路,通常按允许载流量选择截面,再校验电压损失和机械强度;对低压照明线路,因其对电压要求较高,所以通常先按允许电压损失选择截面,再校验其他条件。由以上可知,选择动力线路导线的主要依据是允许载流量,即计算电流应小于或等于导线的允许载流量(I):1000PI=———————(5)√3×U×cosφ式中,I——线路工作电流值(A);U——线路工作电压值(V),三相四线制时U=380V;cosφ——现场用电设备的平均功率因素,一般取值0.75。将U=380V、cosφ=0.75代入式(5)可简化得:1000PI=————————≈2P1.73×380×0.75(6)即表示1kW耗电量等于2A电流,此简化结果可给现场施工技术人员的计算带来很大方便。由于导线有阻抗,因此,在负荷电流通过经路时有一定的电压损失。电压损失愈大,则用电设备的电压愈低,电压过低将影响电器设备的正常运行。低压配电线路的电压损失,一般照明线路不超过2%~3%,电动机不超过5%,施工现场临时网路可大些,但不能超过7%。对于架空线路还要考虑电线的最小允许截面,以保证线路在外力的作用不发生断线事故。5结语施工临时用电设计是一个较复杂的工作,要统筹考虑多方面因素,如已有设备情况、线路布局、临时用电、过载等,笔者主要就电源设置及导线选择进行分析,从安全性、经济性及实用性的角度进行阐述,以供广大现场施工技术人员在实际工作中参考应用。参考文献[1]江正荣.建筑施工计算手册[M].北京:中国建筑工业出版社,2001.[2]JGJ46—2005,施工现场临时用电安全技术规范[S].作者简介李时明,工程师,现任职于中铁建柳州勘察设计院有限公司。收稿日期:2009-04-08用电设备组名称混凝土搅拌机及砂浆搅拌机破碎机、筛洗石机、泥浆泵、空气压缩机、输送机提升机、起重机、掘土机电焊机Kx10台以下10台以上10台以下10台以上10台以下10台以上10台以下10台以上0.70.60.70.650.30.20.450.35cosφ0.680.650.70.650.70.650.450.4tgφ1.081.171.021.171.021.171.982.29表1用电设备组的Kx、cosφ及tgφ

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